專利名稱：制造對(duì)外界密封的螺紋管連接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種制造螺紋管連接的方法，包括一個(gè)帶錐形外螺紋的公管件，一個(gè)與上述外螺紋配合的帶錐形內(nèi)螺紋的母管件，以及插在公管件和母管件之間的一個(gè)可變形密封環(huán)，以阻止螺紋管連接的外界和上述螺紋配合區(qū)之間的流體連通。
已經(jīng)知道這種螺紋管連接，其中公管件形成在一個(gè)很長(zhǎng)管子的一端，母管件形成在另一個(gè)很長(zhǎng)管子或較短管件的一端，較短管件為一個(gè)稱為“管接頭”的套狀連接件，上述連接容許把許多管子端對(duì)端地裝配成一串，特別是用于油氣井，其中上述成串管子用于開采油氣(管子串)或者用于支承地面(套管串)。
很早以前，美國(guó)石油協(xié)會(huì)引入了API5B和5CT的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用于具有倒圓三角形或梯形的錐形螺紋的螺紋連接。但是，這種連接僅采用帶固體顆粒的油脂密封，它充填了內(nèi)外螺紋之間的螺旋空間。
已經(jīng)做出了各種建議來改進(jìn)上述連接的密封特性，在公管件和母管件上提供金屬密封表面，由于徑向干涉造成相互的接觸壓力，或者依靠如聚四氟乙烯的可變形材料形成的密封環(huán)，或者采用這些方法的組合。
EP 0 488 912 A描述了一種螺紋連接，一個(gè)截錐形金屬密封表面設(shè)在帶螺紋公管件的一端，以及一個(gè)相應(yīng)的金屬密封表面設(shè)在帶螺紋母管件上。這種螺紋的連接對(duì)在連接內(nèi)和連接外流通的液體均提供了優(yōu)良的密封。但是，流體可以沿著整個(gè)或部分螺紋從外界滲入，如果液體有腐蝕性時(shí)造成螺紋腐蝕的危險(xiǎn)。
DE 4 317 591 A的螺紋連接顯示了同樣的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，它具有一個(gè)可變形密封環(huán)，設(shè)在帶螺紋母管件的一個(gè)環(huán)形槽中，并且在公管件自由端附近被壓入外螺紋中。
當(dāng)在海床和海上平臺(tái)之間的豎管上設(shè)螺紋連接來把海下油氣場(chǎng)的生產(chǎn)管串與海水隔離時(shí)，這種外部介質(zhì)的滲入是一個(gè)特別重要問題，因?yàn)楹Ｋ梢栽趦?nèi)外螺紋之間的非常有限空間中引起嚴(yán)重腐蝕。
US 5 687 999 A描述了一種錐形螺紋的螺紋連接，在螺紋的兩個(gè)縱向端具有金屬密封表面，因此可避免上述缺點(diǎn)。但是，由于內(nèi)外螺紋表面的相互滑動(dòng)，海下水流造成對(duì)海下管串的循環(huán)應(yīng)力會(huì)在密封表面中發(fā)生裂紋。當(dāng)然，可以設(shè)想對(duì)螺紋管件的自由端設(shè)置軸向貼合支撐來防止這種滑動(dòng)，但這會(huì)造成至少在管子端部的厚度增加，結(jié)果增加了成本。
本發(fā)明的目的是消除上述缺點(diǎn)，結(jié)果是制造出一種螺紋管連接，特別適用于受到循環(huán)應(yīng)力和微小變形的豎管。
尤其是，本發(fā)明的目的是提供一種螺紋管連接，它的公管件和母管件非常接近在目前應(yīng)用的套管串中的管件，特別是它們的厚度，因此制造便宜，可以有效地把連接的螺紋區(qū)與外部環(huán)境隔離，尤其是與海水隔離。
直接在很長(zhǎng)管子的端部(整體連接)，以及在管子和用于連接兩個(gè)很長(zhǎng)管子的管接頭之間(接頭連接)，均可以制造本發(fā)明的螺紋管連接。
本發(fā)明涉及了在引言中規(guī)定的一種方法，提供了·在與公管件自由端對(duì)著的螺紋之外，環(huán)繞公管件設(shè)有一個(gè)密封環(huán)，密封環(huán)包括一個(gè)本體和一個(gè)徑向厚度小于本體的制動(dòng)凸區(qū)，從一個(gè)確定了本體的肩部沿軸向朝螺紋延伸，并且在本體附近具有一個(gè)變薄區(qū)，上述變薄區(qū)與在公管件上設(shè)成徑向突起的一個(gè)環(huán)形肋接觸；以及·公管件的自由端接合在母管件中，外螺紋螺接在內(nèi)螺紋中，把密封環(huán)逐漸引入設(shè)在母管件的一個(gè)第一環(huán)形腔中，第一環(huán)形腔的形式為其軸向孔的增大區(qū)，沿軸向從母管件自由端延伸到一個(gè)肩部，并且靠近上述肩部具有一個(gè)周向表面，沿著至少其軸向長(zhǎng)度的一部分與上述密封環(huán)的徑向外表面配合來沿徑向壓縮密封環(huán)，并且一方面是密封環(huán)的上述徑向內(nèi)、外表面，另一方面是母管件第一環(huán)形腔的上述周向表面和公管件的面對(duì)著的表面，在它們之間建立密封的接觸，然后在兩個(gè)肩部相互貼合之后，由母管件的上述第一腔的肩部，沿著公管件推動(dòng)密封環(huán)本體，在螺接結(jié)束時(shí)，公管件的環(huán)形肋在上述變薄區(qū)之外與制動(dòng)凸區(qū)接觸，使得制動(dòng)凸區(qū)在離第一腔一定軸向距離上擠入母管件中形成的第二環(huán)形腔，以保證密封環(huán)被母管件固定了軸向位置。
這里采用的名稱“密封”和“密封接觸”是指這樣的方式，它們不一定要完全防止流體進(jìn)入與螺紋接觸，但至少限制這種進(jìn)入，實(shí)際上防止了流體的補(bǔ)充，結(jié)果是防止了任何明顯的腐蝕。
本發(fā)明的連接具有可以簡(jiǎn)單安裝密封環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橐坏┌衙芊猸h(huán)放在公管件的肋上時(shí)，不需要加熱，它足以把公管件擰入母管件，把密封環(huán)引入母管件的環(huán)形腔中。
可以補(bǔ)充和替代的本發(fā)明的供選擇特性列出如下·密封環(huán)由合成材料、延性金屬和復(fù)合材料中選擇的材料形成；·密封環(huán)由具有與公管件材料摩擦系數(shù)低的材料形成；·密封環(huán)由充填或不充填的聚四氟乙烯形成；·在螺接結(jié)束時(shí)，公管件的環(huán)形肋與制動(dòng)凸區(qū)接觸，母管件的第二環(huán)形腔側(cè)面設(shè)在第一腔肩部的一側(cè)；·與公管件自由端相反的位置上，外螺紋包括一個(gè)螺紋尾區(qū)，其螺紋徑向高度通常從名義值減少到零值；·第一腔的上述周向表面靠近其肩部包括一個(gè)基本上為圓柱形的表面，其直徑基本上等于本體的圓柱形外表面的直徑；·第一腔的上述周向表面在靠近母管件自由端上包括一個(gè)擴(kuò)張的表面；·公管件在靠近其自由端上具有一個(gè)軸向貼合表面，該表面可以與母管件的一個(gè)軸向貼合表面配合來限制螺紋連接；·由密封環(huán)徑向內(nèi)表面上形成的一個(gè)環(huán)形槽來確定上述變薄區(qū)，它可以容納公管件的上述環(huán)形肋，在把密封環(huán)放在公管件上之后，保持密封環(huán)的位置；·在裝配之前，除了上述環(huán)形槽，密封環(huán)的上述徑向內(nèi)表面具有基本上不變的直徑；
·上述環(huán)形肋由兩個(gè)環(huán)形槽確定，環(huán)形槽的底面被機(jī)加工成基本上為圓柱形和相同的直徑，與上述徑向內(nèi)表面配合；·在與公管件自由端相反位置上確定上述環(huán)形肋的環(huán)形槽具有與上述肋對(duì)著的側(cè)面，它相對(duì)于連接軸線稍有傾斜，在螺接結(jié)束時(shí)與上述密封環(huán)的徑向內(nèi)表面接觸，增強(qiáng)上述密封環(huán)的壓縮性和連接的密封性。
·本體為實(shí)心的，與一個(gè)徑向厚度大于本體厚度的頭部連接，它背對(duì)著制動(dòng)凸區(qū)從本體沿軸向延伸，并且具有一個(gè)設(shè)在其徑向內(nèi)外表面之間的凹口；·密封環(huán)的徑向壓縮包括頭部及其凹口的徑向壓縮；·上述凹口為環(huán)形槽形式，沿徑向把頭部分成兩個(gè)區(qū)域，分別靠近徑向外表面和徑向內(nèi)表面；·當(dāng)螺接完成時(shí)，靠近徑向外表面的頭部區(qū)域靠在第一腔的基本上為圓柱形的表面上；·上述環(huán)形槽具有V形輪廓；·頭部的上述外表面從本體的基本上為圓柱形的表面逐漸擴(kuò)張到頭部的自由端；·母管件的第一和第二腔一起確定了一個(gè)環(huán)形突起，最小直徑基本上等于制動(dòng)凸區(qū)的最大外徑，以便在螺接時(shí)覆蓋凸區(qū)；·當(dāng)密封環(huán)壓縮開始時(shí)，上述環(huán)形突起位于公管件的環(huán)形肋之外，在公管件的自由端一側(cè)；·當(dāng)兩個(gè)肩部相互貼合時(shí)，上述環(huán)形突起設(shè)置成對(duì)準(zhǔn)公管件的環(huán)形肋；·母管件的第二環(huán)形腔為槽形，其一個(gè)側(cè)面與內(nèi)螺紋相通。
本發(fā)明還考慮了用于上述方法的一個(gè)可變形密封環(huán)和成套組件，以及由該方法得到的螺紋管連接。
本發(fā)明的密封環(huán)包括一個(gè)本體和一個(gè)徑向厚度小于本體厚度的制動(dòng)凸區(qū)，凸區(qū)從一個(gè)確定了本體的肩部沿軸向延伸，并且在本體附近具有一個(gè)變薄區(qū)，變薄區(qū)由形成在密封環(huán)徑向內(nèi)表面中的環(huán)形槽確定。
本發(fā)明的成套組件包括·一個(gè)可變形密封環(huán)，它包括一個(gè)本體和一個(gè)徑向厚度小于本體厚度的制動(dòng)凸區(qū)，凸區(qū)從一個(gè)確定了本體的肩部沿軸向延伸，并且在本體附近具有一個(gè)變薄區(qū)；·一個(gè)公管件，它包括一個(gè)錐形外螺紋，以及在與其自由端對(duì)著的上述螺紋之外的一個(gè)徑向突出的環(huán)形肋；以及·一個(gè)母管件，它包括一個(gè)與外螺紋配合的內(nèi)螺紋，一個(gè)設(shè)在母管件中的第一環(huán)形腔，形式為其軸向孔的增大區(qū)，從其自由端沿軸向延伸到一個(gè)肩部，并且具有一個(gè)靠近上述肩部的周向表面，以及一個(gè)第二環(huán)形腔，設(shè)置在離第一腔的一定軸向距離上。
本發(fā)明的連接包括一個(gè)具有錐形外螺紋的公管件，一個(gè)具有與外螺紋配合的錐形內(nèi)螺紋的母管件，以及一個(gè)插在公管件和母管件之間的可變形密封環(huán)，以阻止螺紋管連接的外界和上述螺紋配合區(qū)之間的液體連通，密封環(huán)沿軸向位于上述螺紋和母管件自由端之間，包括一個(gè)本體和一個(gè)徑向厚度小于本體厚度的制動(dòng)凸區(qū)，凸區(qū)從一個(gè)確定了本體的肩部沿軸向朝上述螺紋延伸，并且在本體附近具有一個(gè)變薄區(qū)，本體容納在一個(gè)設(shè)在母管件中的第一環(huán)形腔，腔的形式為其軸向孔的增大區(qū)，從其自由端沿軸向延伸到一個(gè)肩部，并且具有靠近上述肩部的周向表面，與密封環(huán)接觸來沿徑向壓縮密封環(huán)，設(shè)在公管件上的徑向突出的環(huán)形肋在上述變薄區(qū)之外與制動(dòng)凸區(qū)接觸，使得制動(dòng)凸區(qū)擠入離第一腔一定軸向距離的母管件中的一個(gè)第二環(huán)形腔內(nèi)，保證由母管件固定了密封環(huán)的軸向位置。
從參照附圖的以下描述，本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更明顯。


圖1是一個(gè)公管件的半剖視圖，設(shè)想形成本發(fā)明螺紋管連接的一部分。
圖2是一個(gè)母管件的半剖視圖，設(shè)想與圖1的公管件一起，形成本發(fā)明的螺紋管連接。
圖3是一個(gè)密封環(huán)的半剖視圖，設(shè)想在圖1和2管件螺接之后，提供螺紋管連接的外部密封。
圖4到7是半剖視圖，說明在管件螺接中的不同階段。
附圖包括了特性的基本件。因此，它們不僅用于提供對(duì)描述的更好理解，而且也在必要時(shí)有助于確定本發(fā)明。
圖1的帶螺紋公管件或桿形成在一個(gè)很長(zhǎng)管子101，即幾米長(zhǎng)管子的一端。它包括一個(gè)梯形的連續(xù)錐形外螺紋3。在其長(zhǎng)度的一個(gè)區(qū)域11上，螺紋3由具有不變螺紋高度的完全螺紋形成，螺紋高度等于在螺紋根部包絡(luò)線15和螺紋頂部包絡(luò)線16之間的名義值，根部和頂部均為截錐形。在螺紋的其余區(qū)域13上，螺紋是不完全的，或者為螺紋尾部，截錐形螺紋根部的包絡(luò)線延伸到完全螺紋的包絡(luò)線，螺紋頂部的包絡(luò)線由管子101的柱形外表面19構(gòu)成。
管件1包括一個(gè)公凸區(qū)9，在其自由端7和螺紋3之間延伸。自由端可以由垂直于螺紋軸線的一個(gè)平面確定。如圖所示，最好它由一個(gè)凹的截錐形表面7確定，其半頂角例如為75°。這個(gè)表面在公管件螺接到母管件時(shí)作為軸向的貼合支撐，其效果在EP 0 488 912 A中有更詳細(xì)的描述。
端面7與一個(gè)截錐形密封面5連接，它也在EP 0 488 912 A中有描述。
在與其自由端7對(duì)著的螺紋3之外，管件1具有由機(jī)加工得到的接連的兩個(gè)槽51和52，包括具有相同直徑的圓柱形底面。在兩個(gè)槽51和52之間存在的非機(jī)加區(qū)形成了一個(gè)環(huán)形突起(肋)53。突起的形狀設(shè)計(jì)成不引起有害的疲勞效應(yīng)。一個(gè)傾斜約5°錐形表面54保證了槽52的圓柱形底面(錐形表面54通過一個(gè)圓角半徑與槽52連接)和圓柱形外表面19之間的連接。在螺紋13一端，螺紋根部的直徑大于槽51底部的直徑，這意味著槽不僅作為彈性密封的底座，而且也作為緩和螺紋中應(yīng)力的槽。
圖2所示的帶螺紋的母管件2或套形成在稱為“管接頭”的一個(gè)短管或套102的一端，它容許“螺接”如101的兩個(gè)長(zhǎng)管子，帶螺紋的公管件分別螺接到形成在接頭兩端的兩個(gè)母管件中。在一個(gè)變化方式中，帶螺紋的母管件可以形成在一個(gè)很長(zhǎng)管子的一端，容許它與管子101連接，然后管件1和2形成一個(gè)整體的螺紋連接。
圖示的管件2包括一個(gè)連續(xù)的錐形內(nèi)螺紋4，具有唯一由完全螺紋形成的梯形螺紋。
螺紋3和4的幾何特征設(shè)計(jì)成容許它們相互配合。
管件2具有一個(gè)母凸區(qū)10，在螺紋4之外延伸到其自由端，自由端由垂直于管子102軸線的平面14確定。在其長(zhǎng)度的中間區(qū)域，凸區(qū)10有一個(gè)圓柱形內(nèi)表面16，它具有短的軸向長(zhǎng)度和大于管子101表面19直徑的直徑。在表面16的兩側(cè)，凸區(qū)在內(nèi)部做成空心，形成在螺紋4一側(cè)的環(huán)形槽18和在自由端14一側(cè)的腔20，用于容納密封環(huán)的相關(guān)部分。螺紋4通入槽18，容許制造螺紋的刀具脫離。腔20具有一個(gè)圓柱形表面22，其旋轉(zhuǎn)軸線相同于管件2的縱向軸線，以及一個(gè)垂直于軸線并靠近表面16的平面25。腔20通過一個(gè)倒角21通到管件2的端面14，倒角有助于把公管件1和密封環(huán)引入母管件2中。
在與自由端14對(duì)著的螺紋4之外，母管件2具有一個(gè)截錐形貼合表面8，它可以與公管件的表面7配合，以及一個(gè)截錐形密封表面6，它可以與公管件的密封表面5配合。
圖3所示的密封環(huán)130由可變形彈性密封材料形成，最好具有低摩擦系數(shù)，例如聚四氟乙烯、玻璃纖維增強(qiáng)的聚四氟乙烯、聚酰胺，或者如銅的軟金屬。
密封環(huán)130為旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)形，沿軸向分成三個(gè)區(qū)域，即一個(gè)頭部136、137，一個(gè)本體146和一個(gè)制動(dòng)凸區(qū)143。
頭部通過一個(gè)環(huán)形槽135分成兩個(gè)凸區(qū)136和137，槽135具有形成在密封環(huán)一個(gè)端面133中的V形輪廓。凸區(qū)136沿徑向向外受到截錐形表面139限制，其直徑從表面133朝本體減少，并且與本體的外圓柱表面131連接。與頭部相反，本體146為實(shí)心的，即不包括任何凹口。制動(dòng)凸區(qū)143沿軸向延伸到與面133相反位置的端面134上，并且具有一個(gè)圓柱形外表面147，其直徑小于表面131，并且通過一個(gè)平肩部144與表面131連接。密封環(huán)130沿徑向向內(nèi)受一個(gè)圓柱形表面132限制，表面132從面133延伸到134，并且僅被一個(gè)槽145斷開，槽145在本體146附近形成在制動(dòng)凸區(qū)143中，其形狀適于容納公管件上的突起(肋)53。
在圖4到7所示的裝配模式中，密封環(huán)14在常溫下開始裝在公管件1的槽51和52的圓柱形底面上，跨在肋53上。其設(shè)計(jì)的柔性容許它通過螺紋。
適應(yīng)于公管件的肋53的槽145形狀使得密封環(huán)134能夠保持在公管件上，在開始把公管件擰入母管件時(shí)防止移動(dòng)。然后本體146和凸區(qū)143被母管件的相關(guān)圓柱形表面22和16覆蓋而不受到應(yīng)力(圖4和5)，它在受到應(yīng)力時(shí)具有沿徑向保持密封環(huán)130位置的效果。
然后密封環(huán)在公管件上軸向位置的固定容許頭部擠入腔20，它需要更多的應(yīng)力來使凸區(qū)136變形，而槽(凹口)135收縮。當(dāng)腔20的表面25貼合到密封環(huán)的肩部144時(shí)，密封環(huán)停止擠入腔20，槽145和肋53的位置面對(duì)著表面16(圖6)。
然后密封環(huán)沿著公管件1前進(jìn)，同時(shí)凸區(qū)143的后部被公管件1的肋53抬高，擠入母管件2的槽18中，從而對(duì)上述后部形成一個(gè)腔。當(dāng)螺接完成時(shí)，這個(gè)后部沿軸向被擠壓在肋53和表面16附近的槽18側(cè)面之間，除了肩部25和144之間的配合，這個(gè)擠壓使得密封環(huán)130相對(duì)于管件1和2不能沿軸向移動(dòng)。同時(shí)，凸區(qū)137被截錐形表面54抬高，加強(qiáng)了密封環(huán)頭部的壓縮和改進(jìn)了低壓下的密封。凹口135也保證了例如在150到400巴的高外壓下的密封，外壓施加在密封環(huán)V形凹口側(cè)面上的力的徑向分量增加了由母管件腔表面22和公管件表面54之間凸區(qū)136、137的徑向干涉造成的接觸壓力。
權(quán)利要求
1.一種制造螺紋管連接的方法，包括一個(gè)帶錐形外螺紋(3)的公管件(1)，一個(gè)與上述外螺紋(3)配合的帶錐形內(nèi)螺紋(4)的母管件(2)，以及插在公管件和母管件之間的一個(gè)可變形密封環(huán)(130)，以阻止螺紋管連接的外界和上述螺紋配合區(qū)之間的流體連通，特征在于·在與公管件(1)自由端(7)對(duì)著的螺紋(3)之外，環(huán)繞公管件(1)設(shè)有一個(gè)密封環(huán)(130)，密封環(huán)包括一個(gè)本體和一個(gè)徑向厚度小于本體的制動(dòng)凸區(qū)(143)，從一個(gè)確定了本體的肩部(144)沿軸向朝螺紋(3)延伸，并且在本體附近具有一個(gè)變薄區(qū)(145)，上述變薄區(qū)(145)與在公管件上設(shè)成徑向突起的一個(gè)環(huán)形肋(53)接觸；以及·公管件(1)的自由端接合在母管件(2)中，外螺紋螺接在內(nèi)螺紋中，把密封環(huán)逐漸引入設(shè)在母管件的一個(gè)第一環(huán)形腔(20)中，第一環(huán)形腔的形式為其軸向孔的增大區(qū)，沿軸向從母管件自由端(14)延伸到一個(gè)肩部(25)，并且靠近上述肩部(25)具有一個(gè)周向表面(21，22)，沿著至少其軸向長(zhǎng)度的一部分與上述密封環(huán)的徑向外表面(131，139)配合來沿徑向壓縮密封環(huán)，并且一方面是密封環(huán)的上述徑向內(nèi)(132)、外(139)表面，另一方面是母管件第一環(huán)形腔(21)的上述周向表面(21，22)和公管件的面對(duì)著的表面(52)，在它們之間建立密封的接觸，然后在兩個(gè)肩部(25，144)相互貼合之后，由母管件(2)的上述第一腔(20)的肩部(25)，沿著公管件推動(dòng)密封環(huán)本體(146)，在螺接結(jié)束時(shí)，公管件(1)的環(huán)形肋(53)在上述變薄區(qū)(145)之外與制動(dòng)凸區(qū)(143)接觸，使得制動(dòng)凸區(qū)在離第一腔(20)一定軸向距離上擠入母管件(2)中形成的第二環(huán)形腔(18)，以保證密封環(huán)被母管件固定在軸向位置。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中密封環(huán)由合成材料、延性金屬和復(fù)合材料中選擇的材料形成。
3.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法，其中密封環(huán)由具有與公管件材料摩擦系數(shù)低的材料形成。
4.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中密封環(huán)由充填或不充填的聚四氟乙烯形成。
5.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中在螺接結(jié)束時(shí)，公管件(1)的環(huán)形肋(53)使制動(dòng)凸區(qū)(143)與設(shè)在第一腔(20)肩部(25)的一側(cè)的，母管件(2)的第二環(huán)形腔(18)側(cè)面接觸。
6.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中與公管件自由端(7)相反的位置上，外螺紋包括一個(gè)螺紋尾區(qū)(13)，其螺紋徑向高度通常從名義值減少到零值。
7.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中第一腔(20)的上述周向表面(21，22)靠近其肩部(25)包括一個(gè)基本上為圓柱形的表面(22)，其直徑基本上等于本體的圓柱形外表面(131)的直徑。
8.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中第一腔(20)的上述周向表面(21，22)在靠近母管件自由端(14)上包括一個(gè)擴(kuò)張的表面(21)。
9.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中公管件(1)在靠近其自由端上具有一個(gè)軸向貼合表面(7)，該表面可以與母管件(2)的一個(gè)軸向貼合表面(8)配合來限制螺紋連接。
10.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中由密封環(huán)(130)徑向內(nèi)表面(132)上形成的一個(gè)環(huán)形槽(145)來確定上述變薄區(qū)，它可以容納公管件的上述環(huán)形肋(53)，在把密封環(huán)(130)放在公管件上之后，保持密封環(huán)的位置。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其中在裝配之前，除了上述環(huán)形槽(145)，密封環(huán)(130)的上述徑向內(nèi)表面(132)具有基本上不變的直徑。
12.按照權(quán)利要求11的方法，與權(quán)利要求10有關(guān)，其中上述環(huán)形肋(53)由兩個(gè)環(huán)形槽(51，52)確定，環(huán)形槽的底面被機(jī)加工成基本上為圓柱形和相同的直徑，與上述徑向內(nèi)表面(132)配合。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其中在與公管件自由端(7)相反位置上確定上述環(huán)形肋(53)的環(huán)形槽(52)具有與上述肋(53)對(duì)著的側(cè)面(54)，它相對(duì)于連接軸線稍有傾斜，在螺接結(jié)束時(shí)與上述密封環(huán)的徑向內(nèi)表面(132)接觸，增強(qiáng)上述密封環(huán)的壓縮性和連接的密封性。
14.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中本體(146)為實(shí)心的，與一個(gè)徑向厚度大于本體厚度的頭部(136，137)連接，它背對(duì)著制動(dòng)凸區(qū)從本體沿軸向延伸，并且具有一個(gè)設(shè)在其徑向內(nèi)(132)、外(139)表面之間的凹口(135)。
15.按照權(quán)利要求14的方法，其中密封環(huán)的徑向壓縮包括頭部(136，137)及其凹口(135)的徑向壓縮。
16.按照權(quán)利要求14或權(quán)利要求15的方法，其中上述凹口為環(huán)形槽(135)形式，沿徑向把頭部分成分別靠近徑向外表面(139)和徑向內(nèi)表面(132)的兩個(gè)區(qū)域(136，137)。
17.按照權(quán)利要求16的方法，與權(quán)利要求7有關(guān)，其中當(dāng)螺接完成時(shí)，靠近徑向外表面(139)的頭部區(qū)域(136)靠在第一腔的基本上為圓柱形的表面(22)上。
18.按照權(quán)利要求16或權(quán)利要求17的方法，其中上述環(huán)形槽(135)具有V形輪廓。
19.按照權(quán)利要求14到18之一的方法，其中頭部的上述外表面(139)從本體的基本上為圓柱形的表面(131)逐漸擴(kuò)張到頭部的自由端(136，137)。
20.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中母管件(2)的第一和第二腔(20，18)一起確定了一個(gè)環(huán)形突起(16)，它的最小直徑基本上等于制動(dòng)凸區(qū)的最大外徑，以便在螺接時(shí)覆蓋制動(dòng)凸區(qū)。
21.按照權(quán)利要求20的方法，其中當(dāng)密封環(huán)(130)的壓縮開始時(shí)，上述環(huán)形突起(16)位于公管件(1)的環(huán)形肋(53)之外，在公管件的自由端(7)一側(cè)。。
22.按照權(quán)利要求20或權(quán)利要求21的方法，其中當(dāng)兩個(gè)肩部(25，144)相互貼合時(shí)，上述環(huán)形突起(16)設(shè)置成對(duì)準(zhǔn)公管件(1)的環(huán)形肋(53)。
23.按照以上權(quán)利要求之一的方法，其中母管件(2)的第二環(huán)形腔為槽(18)形，其一個(gè)側(cè)面與內(nèi)螺紋(4)相通。
24.一個(gè)可變形密封環(huán)(130)，用于按照以上權(quán)利要求之一的方法中，密封環(huán)包括一個(gè)本體(146)和一個(gè)徑向厚度小于本體厚度的制動(dòng)凸區(qū)(143)，該凸區(qū)從一個(gè)確定了本體的肩部(144)沿軸向延伸，并且在本體附近具有一個(gè)變薄區(qū)，變薄區(qū)由形成在密封環(huán)(130)徑向內(nèi)表面(132)中的環(huán)形槽(145)確定。
25.用于按照權(quán)利要求1到23之一的方法中的成套組件，包括·一個(gè)可變形密封環(huán)(130)，它包括一個(gè)本體(146)和一個(gè)徑向厚度小于本體厚度的制動(dòng)凸區(qū)(143)，該凸區(qū)從一個(gè)確定了本體的肩部(144)沿軸向延伸，并且在本體附近具有一個(gè)變薄區(qū)；·一個(gè)公管件(1)，它包括一個(gè)錐形外螺紋(3)，以及在與其自由端(7)對(duì)著的上述螺紋(3)之外的一個(gè)徑向突出的環(huán)形肋(53)；以及·一個(gè)母管件(2)，它包括一個(gè)與外螺紋(3)配合的內(nèi)螺紋(4)，一個(gè)設(shè)在母管件中的第一環(huán)形腔(20)，該腔的形式為其軸向孔的增大區(qū)，從其自由端(14)沿軸向延伸到一個(gè)肩部(25)，并且具有一個(gè)靠近上述肩部(25)的周向表面(22)；以及一個(gè)第二環(huán)形腔(18)，設(shè)置在離第一腔(20)的一定軸向距離上。
26.一個(gè)由權(quán)利要求1到23之一的方法得到的螺紋管連接，包括一個(gè)具有錐形外螺紋(3)的公管件(1)，一個(gè)具有與外螺紋(3)配合的錐形內(nèi)螺紋(4)的母管件(2)，以及一個(gè)插在公管件和母管件之間的可變形密封環(huán)(130)，以阻止螺紋管連接的外界和上述螺紋配合區(qū)之間的流體連通，密封環(huán)(130)沿軸向位于上述螺紋和母管件(2)自由端之間，包括一個(gè)本體(146)和一個(gè)徑向厚度小于本體厚度的制動(dòng)凸區(qū)(143)，該凸區(qū)從一個(gè)確定了本體的肩部(144)沿軸向朝上述螺紋(3，4)延伸，并且在本體附近具有一個(gè)變薄區(qū)(145)，本體容納在一個(gè)設(shè)在母管件中的第一環(huán)形腔(20)中，腔的形式為其軸向孔的增大區(qū)，從其自由端(14)沿軸向延伸到一個(gè)肩部(25)，并且具有靠近上述肩部(25)的周向表面(22)，該周向表面(22)與密封環(huán)接觸來沿徑向壓縮密封環(huán)，設(shè)在公管件上的徑向突出的環(huán)形肋(53)在上述變薄區(qū)(145)之外與制動(dòng)凸區(qū)(143)接觸，使得制動(dòng)凸區(qū)擠入離第一腔(20)一定軸向距離的母管件(2)中的一個(gè)第二環(huán)形腔(18)內(nèi)，保證由母管件固定的密封環(huán)的軸向位置。
全文摘要
在具有錐形外螺紋和內(nèi)螺紋(3，4)的螺紋連接中，一個(gè)環(huán)形腔(20)設(shè)在母管件(2)自由端附近，這個(gè)腔容納了一個(gè)沿徑向壓縮的可變形密封環(huán)(130)的一部分，同時(shí)由于公管件上的一個(gè)肋(53)，使得密封環(huán)(130)的一個(gè)制動(dòng)凸區(qū)(143)在母管件的另一個(gè)環(huán)形腔(18)中不能移動(dòng)。本發(fā)明可應(yīng)用于油氣井的管子連接。
文檔編號(hào)F16L15/04GK1723357SQ200380105510
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者G·魯西耶 申請(qǐng)人:瓦盧萊克曼內(nèi)斯曼油氣法國(guó)公司, 住友金屬工業(yè)株式會(huì)社